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附錄 1:外文譯文
免耕播種機(jī)的新型雙翼型開溝器對玉米種區(qū)土壤物理特性和根系固定的影響：和雙圓盤開溝器相比較
摘要
使用這種新型雙翼型開溝器的免耕播種機(jī)可以改善各種土壤的物理特性以及土壤的氣候條件，因此，間接的影響了作物的幼苗出土和早期生長。
播種機(jī)的技術(shù)改進(jìn)是在作物耕作過程中進(jìn)行的，并且近年來改進(jìn)的步伐逐漸加大， 但是一些新技術(shù)的革新仍需進(jìn)行單獨(dú)的試驗(yàn)。在意大利的實(shí)驗(yàn)田里，通過 2002——2003 年對四塊不同土壤的試驗(yàn)田的評估得出：和被廣泛使用的雙圓盤開溝器相比較，新型雙翼型開溝器影響了玉米種區(qū)土壤物理特性和根系的固定。
對于雙圓盤開溝器和雙翼型開溝器，它們導(dǎo)致更了高的土壤殘留物，使土壤覆蓋指數(shù)在不過量情況下明顯下降，各自下降-27%和-6%。雙翼型開溝器使種區(qū)上層 5 厘米處
的土壤容重和土壤滲透阻力變得更低，然而在玉米生長到 3 個(gè)葉的時(shí)候并沒有發(fā)現(xiàn)更大的根系密度，這可能是由于雙翼型開溝器旁鏟播種深度的不平導(dǎo)致的。在某些情況下， 幼苗出土延期可能也與雙翼型開溝器有關(guān)，它使種子和土壤的接觸深度增加。
關(guān)鍵詞：玉米；免耕；開溝器類型；根系生長；種區(qū)物理特性；
縮寫：CI：覆蓋指數(shù) DAS：播種幾天后 DDO：雙圓盤開溝器 FRSD：種溝平度標(biāo)準(zhǔn)偏差 PR：滲透阻力 RLD：根系容積密度 SOC：土壤有機(jī)碳 WSO： 雙翼型開溝器
1.引言
在過去幾年內(nèi),由于傳統(tǒng)的耕作經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響，譬如侵蝕,擊實(shí)和倒置土壤層數(shù), 導(dǎo)致意大利不得不重新考慮免耕播種。尤其在土壤難耕的意大利，深層犁田旨在增加土壤孔隙，至少暫時(shí)能為種子發(fā)芽、根系生長創(chuàng)造適當(dāng)?shù)臈l件。雜草的簡單化管理和夏季的谷物更高出產(chǎn)量都與免耕播種有關(guān),少數(shù)有用的數(shù)據(jù)被意大利作為文獻(xiàn)資料的證據(jù)。
免耕播種機(jī)的性能取決于與實(shí)地情況有關(guān)的幾個(gè)因素，包括類型和土壤表面相當(dāng)數(shù) 量的殘留物、開溝器的設(shè)計(jì)(Morrison 2002)、被播種作物等。使用這些播種機(jī)的必須有很高的靈活性,以便各種各樣的莊稼可能被用正確的方法播種在不同條件的區(qū)域內(nèi)。在免 耕播種的實(shí)踐中，種子溝的特征起了重要的作用，許多專家都指出,最重要的因素是調(diào)節(jié) 發(fā)芽,如土壤基質(zhì)潛力氣溫(1976 年,施耐德)、播種深度(阿萊西、1971 馬赫迪等.1998 年) 等受土壤/開溝器接觸的影響。特別是,為了保持固定的播種深度,在過去幾十年期間，人 們提出拉應(yīng)力各種各樣的類型拉桿來聯(lián)結(jié)在開溝器和播種機(jī)具的建議。例如,結(jié)合春天的 播種體制，最古老而簡單的解決方法是不用總要保證播種深度一致,尤其是泥濘的土地里。以平行拉桿來聯(lián)結(jié)開溝器和播種機(jī)具是使上述要求得到巨大改善, 因?yàn)樗试S開溝器準(zhǔn)確地跟隨土壤表面外形前行。
許多免耕播種的種子區(qū)域的特征取決于類播種機(jī)上開溝器的類型和兩種類型的中耕鏟和圓盤鏟的不同，中耕鏟開溝器對土壤的破碎效果和減震器在土壤表面的效果大致相同--尤其是具有明顯的不對稱形狀工具,若播種后雨水較少,土壤干燥將會加速。在相似的情況,圓盤開溝器造成的在種子層之上的水分流失比中耕開溝器更為嚴(yán)重，雖然在濕粘土溝這種弊端很明顯.
人們普遍認(rèn)識到,對作物殘留(前作物)的管理是世界上最重要的制約免耕播種的素，
(卡特,1994 年).中耕開溝器可以將有機(jī)廢棄物從作物一邊移到土壤表面，那樣可能堵塞播種機(jī)，但是圓盤開溝器也許會導(dǎo)致"hairpinning",由此破壞不好的土壤/可能和有毒的種子產(chǎn)生種苗效應(yīng)(hultgreen,2000).殘?jiān)诓シN時(shí)產(chǎn)生很多問題，但它們的存在對土壤表面的些負(fù)面效應(yīng)有限制作用象侵蝕和水土流失等.
關(guān)于土壤和氣侯條件,開溝器應(yīng)達(dá)到這樣幾個(gè)目標(biāo),象播種均勻、隔和深度- 適當(dāng)?shù)牟シN數(shù)量以保證土壤/種子的良好接觸，減少水分流失，避免種子和肥料或廢棄物接觸和土壤壓實(shí)，所有這些可能將阻礙作物根系生長。中耕開溝器對作物的幼苗出土和根系固定的影響尤其明顯，特別是在地殼形成的土壤里，但這要比使用雙圓盤開溝器的效果好的多。
免耕技術(shù)的改善是直接在作物耕地里實(shí)施的，并且逐步在各個(gè)行業(yè)里實(shí)現(xiàn)，但仍有大量的改進(jìn)要進(jìn)行單獨(dú)的測試和仔細(xì)的評估。此外，很多這方面的資料指向開溝器/土壤
的相互作用，而不分析作物生長的影響。和土壤條件和技術(shù)參數(shù)對溝型及性質(zhì)的影響要我們廣泛的學(xué)習(xí)不同類型的開溝器，如深度和播種速度。然而，只有少數(shù)研究針對作物參數(shù)，他們普遍對秋季谷物播種的研究，例如，喬德里和貝克(1988)發(fā)現(xiàn)各種不同類型的開溝器導(dǎo)致大麥幼苗生長情況不同，即當(dāng)大麥芽和根系重量因使用(T 形槽)或鋤頭(U 型槽)和以前的開溝器不同而不同。
在這種思想框架內(nèi)，這個(gè)研究的創(chuàng)新性評價(jià)表現(xiàn)在寬箭型開溝器由一個(gè)雙掛鉤機(jī)構(gòu)連接在機(jī)架上，它對播種區(qū)域的土壤特性，作物幼苗出土和根系的早期生長起作用，這在意大利是很普遍的。
1. 材料和方法
1.1. 設(shè)備描述
圓盤開溝器相比較，氣動播種機(jī)上一種良好性能的新型寬箭型開溝器已經(jīng)試制成功， 并被馬克思第 2 代免耕播種機(jī)所使用。如圖 1 所示。
圖 1 (a) 前鑿刀; (b) 旁鏟刀 (c) 端鏟刀; (d) 多行分種器; (e)平行連接支架.
雙翼型開溝器有一個(gè)豎直的軸線，前面有鑿刀，后面有兩個(gè)寬 18 厘米的鏟， 前面的在工作方向有輕微的角度，端鏟垂直（90 度）向上，高 25 毫米。前鏟削去的土壤比后面的鏟刀深 25-30 毫米，種子通過一個(gè)氣動管道從中央容器運(yùn)送給每一個(gè)播種機(jī)構(gòu)，（讓播種機(jī)承擔(dān)一定的種子），雖然各種行距能夠確定，在我們的試驗(yàn)田里-作為第一個(gè)樣本機(jī)實(shí)驗(yàn)的開溝器-玉米的行距為 0.45 米，這是實(shí)驗(yàn)常用的行距。
雙翼型開溝器有一個(gè)剛性機(jī)架和一個(gè)可折疊的機(jī)構(gòu)，剛性機(jī)架支撐前支架是播種機(jī)與拖拉機(jī)連接，后面兩個(gè)低壓輪子作為運(yùn)輸，折疊機(jī)構(gòu)旨在盡可能的確保開溝器沿土壤斷面行走。因?yàn)檫@個(gè)原因，它有 3 個(gè)部分組成，每部分 1.5 米寬，用彈性關(guān)節(jié)和剛性機(jī)
架相連接，每個(gè)關(guān)節(jié)有 5 個(gè)開溝器，共 15 個(gè)排種器，它們用 3 個(gè)和平行連桿連動以確保它的穩(wěn)定性，另外每個(gè)關(guān)節(jié)有前輪和后輪壓緊。后者是工作時(shí)的重要組成部分，在這種播種機(jī)上，每節(jié) 10 個(gè)輪子，有 3-8 個(gè)輪胎和 0.9 磅的壓力。
圖 2 使用雙翼型開溝器的免耕播種機(jī) (上) 和使用雙圓盤開溝器的免耕播種機(jī)（下）
使用雙圓盤開溝器的播種機(jī)配備有 8 組免耕設(shè)備，使用氣動輸種，播種間距 0.75
米，工作寬度 6 米，這里使用的雙圓盤開溝器有一個(gè)槽，圓刃鏟刀，雙圓盤組成，并與兩個(gè)輥和后面的 V 型掄聯(lián)結(jié)，
開溝器要求將不同播種機(jī)的差異降到最小，雖然這并不完全可行，特別是當(dāng)開溝器的設(shè)計(jì)很大不同時(shí)，盡管如此,以下這些參數(shù),結(jié)果只集中區(qū)的種子工作,主要是受、輪子等機(jī)械部件的限制而非其他機(jī)械零件。
2.2 實(shí)地實(shí)驗(yàn)
59
在意大利等 4 個(gè)初始條件不同領(lǐng)域的(表 1)私人農(nóng)場進(jìn)行為期 2 年(2002-2003
55'n45°13°10'e,晚間 8 時(shí))的測試。開溝器的作用影響了種子區(qū)些土壤物理性質(zhì)，表層
土壤的形態(tài)和作物幼苗的出土及根系的早期生長。如表 1 所示。
表 1：在 2 年的試驗(yàn)四個(gè)領(lǐng)域的最初的情況和土壤特征在(NE 意大利).
年
2002
2003
試驗(yàn)田 A
試驗(yàn)田 B
試驗(yàn)田 C
試驗(yàn)田 D
以前作物
Glycine max Merr.
Glycine max Merr.
Sorghum vulgare L.
Sorghum vulgare L.
覆蓋作物
Avena sativa L.
Avena sativa L.
Triticum aestivum L.
Triticum aestivum L.
Vicia sativa L.
Vicia sativa L.
Vicia sativa L.
Vicia sativa L.
Vicia faba minor L.
Secale cereale L.
FAO 土壤分類標(biāo)準(zhǔn)
Eutric fluvisol
Eutric fluvisol
Eutric fluvisol
Eutric fluvisol
結(jié)構(gòu)(0–10 cm
depth)
沙土地
沙土地
黏土地
淤泥地
沙子(%)Clay
21
19
22
9
泥沙 (%)
21
20
53
55
土(%)
58
61
25
36
土壤有機(jī)碳
1.45
2.27
0.99
1.45
在 2002 年，黏質(zhì)試驗(yàn)田 A 和實(shí)驗(yàn)田 B 含有不同數(shù)量的有機(jī)碳，分別為：1.45%和2.27%；在 2003 年，兩塊不同土壤結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)田，一塊為沙質(zhì)土壤（試驗(yàn)田 C）和一塊沙質(zhì)覆蓋的黏質(zhì)土壤（試驗(yàn)田 D），它們的有機(jī)碳的值比 2002 年更接近。根據(jù) FAO 的分類標(biāo)準(zhǔn)，所有土地按真空量分類。
觀測 2002 年 4 月 26 日和 2003 年 4 月 15 日種植并使用除草劑的玉米，雙翼型開溝
器和雙圓盤開溝器的種植密度分別為 8.2 每平方米和 7.7 每平方米。調(diào)整不同播種機(jī)調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以將開溝器的種子密度降到最小，在一般情況下，至少在這項(xiàng)研究中，開溝器間的不同種植間距并不影響研究參數(shù)。
在本地的測試中，1961—1990 年間的年平均降雨量為 1200mm 比 4 月份和 8 月份下降了 680mm(57%),年平均氣溫為 12.9 攝氏度，8 月份最高氣溫為 24 攝氏度，11 月份最低氣溫為 1.5 攝氏度。在 2003 年的作物循環(huán)周期，（4 月—到 8 月）平均氣溫較 2002
年高，和過去三十年相比降雨量低，而在 2002 年，情況恰恰相反，事實(shí)上 2002 年的降雨量為 1410mm，在作物生長期下降了（46%）650mm。2003 年的降雨量為 966mm，在作物生長期下降了（37%）362mm。3 氣溫和降雨量一類的數(shù)據(jù)，由本地部門和環(huán)境保護(hù)協(xié)會提供。
對土壤物理性能和根系密度的觀測實(shí)驗(yàn)實(shí)在玉米播種后 25 天且沒有降雨的情況下進(jìn)行的，這些數(shù)據(jù)由播種機(jī)的測量孔測得，和播種機(jī)構(gòu)相比土壤參數(shù)受開溝器和鎮(zhèn)壓輪的影響。
2.3 播種深度
在2002和2003年,分別出現(xiàn)向前四和二排放置的五個(gè)播種排,每排一個(gè)苗木。因此,總數(shù)為20和10個(gè)植物，這些能完全地從土壤中生長出來嗎？允許無葉綠素的長度量過。當(dāng)深度的系數(shù)變化,也就是，尺寸被認(rèn)為是種子沉淀的深度，那么播種深度是有計(jì)劃的,在標(biāo)準(zhǔn)的偏離和理論上的深度之間的比是3，但在地勢比較高的地方這個(gè)參數(shù)的數(shù)值時(shí)能降低的。
2.4 幼苗出土
幼苗出芽率的計(jì)算是看在播種后的一段不同的時(shí)間內(nèi)在一個(gè) 3 平方米的區(qū)域內(nèi) 5 行種子的發(fā)芽率（2002 年和 2003 年分別重復(fù) 5-8 次），2002 年的計(jì)算是在播種后的 8、
10、12、14、21、和 25 天內(nèi)進(jìn)行計(jì)算的，2003 年的計(jì)算是在播種后 6、8、14、19 和
25 天內(nèi)進(jìn)行的。幼苗出芽率的百分比用來確定種子的最終出芽率，The Gompertz 得出的時(shí)間和發(fā)芽率的方程式如下：
Y=c e-e-b(x-m)
回歸系數(shù) C、B、M 和它們確定的曲線被列在表 2。圖中表明系數(shù)最大值 Y（三） 和時(shí)間 X 等于 30 米時(shí)的值（二）。
表 2. 回歸系數(shù)(±S.D.)描述的治療過程中出現(xiàn)各種情況
實(shí)驗(yàn)田
開溝器
回歸系數(shù)
R2
c
b
m
A
雙翼型開溝器
96.2824 ± 2.9
396
0.4236 ± 0.0
596
8.7565 ± 0.
2254
0
.998
A
雙圓盤開溝器
99.2545 ± 0.7
570
0.5999 ± 0.0
304
7.9177 ± 0.
0562
0
.999
B
雙翼型開溝器
97.1697 ± 3.2
363
0.4957 ± 0.0
871
8.3468 ± 0.
2415
0
.997
B
雙圓盤開溝器
99.02 ± 0.676
7
0.8779 ± 0.0
648
7.5918 ± 0.
0539
0
.999
C
雙翼型開溝器
98.8516 ± 0.5
534
1.2774 ± 0.6
005
7.4987 ± 0.
2363
0
.999
C
雙圓盤開溝器
97.8762 ± 1.7
358
1.4639 ± 2.0
625
7.3201 ± 0.
9582
0
.999
D
雙翼型開溝器
98.5250 ± 0.8
890
1.3280 ± 0.8
893
7.4308 ± 0.
3820
0
.999
D
雙圓盤開溝器
98.7097 ± 0.5
268
2.3322 ± 16.
6515
7.0413 ± 6.
7630
0
.999
2.5 種床不平
開溝器對土壤的破碎是通過對播種行的（2 年內(nèi)的重復(fù) 5 次）種床不平度測量得到的。土壤斷面的輪廓用黑色描繪在白色的 A4（21 厘米*29.7 厘米）紙上，長的一邊固定在土壤里由同樣尺寸的鍍鋅金屬支撐，
根據(jù)桑德拉的解釋（1998 年），土壤的覆蓋指數(shù)是根據(jù)種溝平度標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)的。例如：從薄片底部到黑色最低點(diǎn)的外形在播種作物行間隔 20 厘米寬的斷面的標(biāo)準(zhǔn)偏差
的測量值在 0—5 厘米。
2.6 覆蓋指數(shù)
覆蓋指數(shù)(CI)，是由數(shù)碼照片檢測到的作物殘留物來確定的，該數(shù)碼照片由奧林巴斯 2000 攝象機(jī)在土壤表面（兩年重復(fù) 4 次）一點(diǎn)圍繞播種行固定區(qū)域(0.4 米×0.4 米)
內(nèi)拍到的，播種行距可以隨意設(shè)定。也可以在播種之前重復(fù)相同的次數(shù)。對作物殘留值
(RI)在的估計(jì)被用來區(qū)分播種前后的土壤覆蓋指數(shù)。
在把圖像傳送給電腦后, 是一個(gè)虛擬的 25 點(diǎn)珊格被下載到圖象上， 因此能手動計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有作物殘留，相交點(diǎn)作物殘留量用來確定土壤覆蓋指數(shù)，根據(jù) 1988 年的資料。
2.7 土壤水分和土壤容重
在深 6 厘米直徑 8 厘米中未被破碎的土核，在烤干至 105 度且恒重后來確定土壤水
分含量和土壤容重.在 2003 年是在播種 6 和 8 天內(nèi)來提取樣本來確定土壤水分和土壤容重。
2.8 土壤滲透阻力
在兩年內(nèi)，用一個(gè)平伸的管狀透度針來測試種溝的土壤滲透阻力，測試是在雙圓盤開溝器和雙翼型開溝器形成的種溝一側(cè)每 1—5 厘米深的斷面內(nèi)重復(fù)測量 3 次，斷面位
置在靠近種行 1 厘米處，在這兩年內(nèi)，三次測量得到的數(shù)據(jù)被作為以后播種的參考（圖
3）。
圖 3 雙翼型開溝器種溝形狀 (上左) 和雙圓盤(上右) 開溝器 和 草圖表示(下).垂直向下的箭頭說明土壤滲透系數(shù)的測量方法
3.結(jié)果和討論
3.1 播種深度和幼苗移植
雙翼型開溝器和雙圓盤開溝器在不同條件的土壤中的播種深度幾乎相同，過去平均兩年的播種深度分別為 26.5mm 和 26.4mm，差別并不明顯，除了在干燥的試驗(yàn)田 C 中， 覆蓋土明顯比雙圓盤開溝器要淺，（17.4mm 對 26.7mm）。開溝器間的播種深度的標(biāo)準(zhǔn)偏差差別并不明顯，雙翼型開溝器和雙圓盤開溝器分別為 0.73mm 和 0.63mm，因此， 深度均值接近，盡管比中耕鏟開溝器和鑿型開溝器的期望值低些。在傳統(tǒng)文獻(xiàn)的報(bào)道中， 雖然情況如此。但在我們看來，雙翼型開溝器完整的覆土系統(tǒng)的播種深度的深度值是可以精確提高的。
關(guān)于幼苗移植，雙翼型開溝器比雙圓盤開溝器的推遲期明顯可見，尤其在 2002 年， 相差一天—試驗(yàn)田 A—0.84 天，試驗(yàn)田 B—0.25 天，為了觀測 50%的幼苗出土情況。（圖4）
圖 4 玉米發(fā)芽在四塊不同土壤的時(shí)間進(jìn)程
當(dāng)移植延期明顯時(shí)，也許部分原因就是由于過低的土壤容重和滲透阻力的下降，通過觀察上面的用雙圓盤開溝器播的種子，都使土壤直接接觸種子。這是對以前作物研究
結(jié)果的進(jìn)一步支持，隨沒有推遲幼苗移植期但卻降低了作物產(chǎn)量和在干旱土壤中播種機(jī)的壓力輪得不到利用。
3.2 土壤形態(tài)學(xué)的影響
表層的土壤破碎因開溝器的不同和不同土壤的物理性能不同而有著明顯的差別（表
3）。四塊試驗(yàn)田的中，使用雙翼型開溝器的試驗(yàn)田的粗糙程度要比使用雙圓盤開溝器的更高些，分別為 0.91 和 0.41，被作為高于種溝平度偏差的證據(jù)。這種結(jié)果在所有的試驗(yàn)田里明顯可見，它是由于兩種開溝器的不同作業(yè)系統(tǒng)導(dǎo)致的。雙翼型開溝器的前鑿刀和端犁刀更大、更長，破碎和混合土壤的效果要比雙圓盤開溝器好。
表 3 不同開溝器對不同領(lǐng)域土壤的破碎效果的影響
試驗(yàn)田
雙翼型開溝器
雙圓盤開溝器
CI (%)
RI (%)
FR SD
CI (%)
RI (%)
FR SD
播種前
播種后
播種前
播種后
A
69
a
37
b
32
a
1.
04 a
75
a
68
a
7 a
0.
43 a
B
79
a
54
b
25
b
0.
81 b
83
a
78
a
5 a
0.
48 a
C
67
a
44
b
23
b
0.
70 b
81
a
77
a
4 a
0.
29 b
D
67
a
41
b
26
b
1.
07 a
88
a
79
a
9 a
0.
43 a
Me
an
71
a
44
b
27
A
0.
91 A
82
a
76
a
6 B
0.
41 B
雙圓盤開溝器的土壤斷面呈典型的 V 型，這種結(jié)果導(dǎo)致的土壤不平在各個(gè)試驗(yàn)田中是很相似的，除試驗(yàn)田 C，試驗(yàn)田 C 有較低的種溝不平標(biāo)準(zhǔn)偏差，由于圓盤盤的有限的沖擊使的土壤水分很低（表 3）。雖然使用雙翼型開溝器的表面并非完全對稱，表面的高低觀察較為明顯（圖 5）。
圖 5 種溝的寬度和高度
然而,我們測量了在土壤坎坷上有些變化用不同的情況,低種溝不平標(biāo)準(zhǔn)偏差降低了土壤水分（試驗(yàn)田 C）（兩種開溝器）和有機(jī)碳的高含量（試驗(yàn)田 B）（僅雙翼型開溝器）（表 3），主要原因是由于表土聚集體面積的大小。
兩個(gè)開溝器的不同作業(yè)體制對土壤覆蓋指數(shù)還有些影響（表 3），雙圓盤開溝器并沒有改變土壤表面所有作物殘留物的數(shù)量，因此作物殘留物仍然包含在土壤里面，播種前后的土壤覆蓋指數(shù)分別是 85%和 76%。前排鑿刀導(dǎo)致作物殘留物仍然殘留在土壤中
（RI=27%），土壤覆蓋指數(shù)從 71%下降到 41%，有一種要超出種溝不平度標(biāo)準(zhǔn)偏差的趨勢。
3.3 土壤的物理特性和對根系生長的影響
不同的開溝器對不同土壤的破碎程度不同，并且希望上層 5 厘米處為濕度不同的土
壤。盡管如此，兩種開溝器在播種前后幾小時(shí)內(nèi)的測量值幾乎相同。在 2003 年，在播種后 8 天內(nèi)且降雨稀少的情況下，對試驗(yàn)田 C 和試驗(yàn)田 D 的土壤濕度的檢測并不明顯， 盡管不能排除 0—5 厘米的土壤斷面的差別，這表明作物殘留物可用來保護(hù)土壤的水分流失，即使雙翼型開溝器和雙圓盤開溝器的土壤覆蓋指數(shù)比較低。
開溝器的類型以不同的方式影響土壤容重，雙翼型開溝器幾乎使所有類型的土壤容重下降，試驗(yàn)田 A 下降 17%，試驗(yàn)田 B 下降 20%，試驗(yàn)田 D 下降 14%。（圖 6）在試驗(yàn)田 C 中，容重并不確定，F(xiàn)RSD 可能和土壤水分和土質(zhì)含量低有關(guān)，而雙圓盤開溝器對這種土壤特性的影響較小，是土壤破碎小
圖 6
一般而言，兩種開溝器都降低了種區(qū)的滲透阻力，但在土壤的類型上有一定的差別。在 2002 年，兩種試驗(yàn)田中有機(jī)碳的含量不同——即使它們有相同的黏質(zhì)土質(zhì)結(jié)構(gòu)，在播種前不僅受土壤指數(shù)的影響而且受開溝器的影響。兩種開溝器導(dǎo)致有機(jī)碳的含量明顯不同（試驗(yàn)田 A 和試驗(yàn)田 B），例如，播種前滲透阻力和深度有關(guān)（232Kpa，平均 0
—5 厘米），但播種后變化相當(dāng)明顯，兩種開溝器有明顯的不同，尤其在 0—3 厘米處（圖
7）
圖 7 兩種開溝器在 4 塊土壤上層 5 厘米處的土壤滲透阻力
在平均 0—5 厘米處。使用雙翼型開溝器滲透阻力下降 64%；而使用雙圓盤開溝器僅下降 23%，并且使容重更低。在試驗(yàn)田 B 中，播種前滲透阻力比試驗(yàn)田 A 降低了 2.6
倍，開溝器的影響更低了，尤其是雙圓盤開溝器。在 2003 年，在試驗(yàn)田 C 和試驗(yàn)田 D， 和 2002 年相比，使用雙翼型開溝器明顯降低了滲透阻力（圖 7）
鑒于使用雙圓盤開溝器使土壤斷面的特性曲線和播種前比較僅有一點(diǎn)變化。當(dāng)滲透阻力的標(biāo)準(zhǔn)值較播種前有很明顯的變化時(shí)，使用雙翼型開溝器得到的特性曲線和所有試驗(yàn)田 3 厘米初的滲透阻力相比下降明顯，而在 2 厘米處增加相當(dāng)明顯，它們的標(biāo)準(zhǔn)值變成>1。（圖 8）
圖 8 使用兩種開溝器的四塊試驗(yàn)田在播種前的土壤滲透阻力這些情況表明：不同程度的平整性對播種深度的影響由端鏟控制。根據(jù)土壤類型和水分濕度，雙圓盤開溝器對滲透阻力的影響較標(biāo)
準(zhǔn)值更不明顯，有一種隨深度增加其值降低的趨勢。
圖 9 使用兩種開溝器的四塊試驗(yàn)田的根系土壤容重
盡管雙翼型開溝器使土壤滲透阻力在前 3 厘米內(nèi)下降，在幾乎所有的試驗(yàn)田根系生長的長度和深度沒有明顯增長的信息被透露，這兩種根系特征明顯和兩種確定的高度系數(shù)有關(guān)（2002 年：R^2=0.87，在 2003 年：R^2=0.71）。出乎意料，在使用雙圓盤開溝器的試驗(yàn)田 A 低于根系容積系數(shù)的值在頂層 5 厘米處被發(fā)現(xiàn)。（圖 9）也許因?yàn)槠秸鹊挠绊?，它使一些根斜向生長，至少在初始階段有一部分鉆出了土壤容積。開溝器在 5 厘米以下的深度對根系生長的影響并不明顯，即使在其它兩種土壤內(nèi)，也要比正常深度減少，試驗(yàn)田 A 的高根系容積密是由于極低的滲透阻力和大量有機(jī)碳含量導(dǎo)致的。
對于根系的直徑，兩種開溝器對在不同測試地和不同深度影響并不明顯，盡管這種根系的特征受土壤物理特性的影響。例如：滲透阻力隨開溝器的不同而不同。盡管如此， 在這項(xiàng)研究中也要求滲透阻力的值不能太高，不能超過 400Kpa(實(shí)驗(yàn)田 C，深度：5 厘米)。
4．結(jié)論
在意大利，對低環(huán)境影響和低成本的土壤耕作制的關(guān)注，使他們注重新型機(jī)器的設(shè)計(jì)，在這一項(xiàng)研究中，一種新型雙翼型開溝器對土壤特性的影響和雙圓盤開溝器對土壤特性的影響相比有明顯不同。雙翼型開溝器由一個(gè)平行連桿體系連接，在統(tǒng)一播種深度和清除作物殘留物的土壤耕作中達(dá)到了較高的程度，它還影響滲透阻力和容重，雖然這些參數(shù)有所降低，但是仍然超過了雙圓盤開溝器。它的平整性明顯影響了播種深度，稍微降低了根系的生長及其生長方向，但對直徑并無影響，在玉米生長 3 個(gè)月的時(shí)候，在
頂層 5 厘米的黏土地中有少許的有機(jī)碳。各種溝的特性表現(xiàn)在兩種開溝器在不同土壤中的穩(wěn)定性，在某些情況下，由于某些特性的初始條件（例如水分減少、土壤容重等）的變化是明顯的，尤其是雙圓盤開溝器。
這些發(fā)現(xiàn)是一個(gè)少有的綜合運(yùn)用力學(xué)，物理學(xué)和土壤根系生態(tài)學(xué)的例子，它表示為了更好的了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)作，應(yīng)當(dāng)考慮幾個(gè)緊密結(jié)合的研究課題。
鳴謝
我們感謝克勞德在工業(yè)制圖方面的幫助和加布里埃爾對英文所做的修改。
60
任務(wù)書
論文(設(shè)計(jì))題目：手推式免耕播種機(jī)三維設(shè)計(jì)
工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月25日
1.選題依據(jù):
播種機(jī)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必備的設(shè)備之一，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。除此之外，免耕播種技術(shù)是一種保護(hù)性耕作技術(shù)，能保護(hù)農(nóng)田、減少農(nóng)田揚(yáng)沙、減少土壤風(fēng)蝕和水蝕。手推式免耕播種機(jī)，主要適應(yīng)面積狹小、山地、坡地等不適合大中型播種機(jī)工作的地方
。它可以大大提高播種效率，降低勞動強(qiáng)度，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，由一人就可以提供動力，播種精準(zhǔn)，也能節(jié)約大量的種子。同時(shí)，維修更換配件也簡單方便
。
2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):
1.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求該機(jī)器能夠一人獨(dú)立操作使用。至少兩種設(shè)計(jì)方案比較優(yōu)選
，并驗(yàn)證播種機(jī)的穩(wěn)定性。 2.各子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成開溝、排種、施肥、覆土、壓土等各項(xiàng)功能。
3.鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成鏈輪的設(shè)計(jì)、主動軸、被動軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。
4.機(jī)架部分的設(shè)計(jì)，包括機(jī)架、地輪、種箱、肥箱的設(shè)計(jì)。
5.動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.繪制各部件的工程圖紙，圖量不小于三張A0，必須有一個(gè)其中部件的3D圖。撰寫設(shè)計(jì)說明書，字?jǐn)?shù)不少于6000字。
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)要求
外形大?。╟m）：100×60×120（最大） 播種行數(shù)：兩行
行距（mm）：300~500 株距（mm）：200~400 播種深度（mm）：30~60
3.個(gè)人工作重點(diǎn):
1.鏈傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。
2.鏈輪的設(shè)計(jì)，可調(diào)株距備用鏈輪設(shè)計(jì)。
3.主、從動軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。
4.運(yùn)用三維繪圖軟件繪制整機(jī)或者某個(gè)部件的裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。
4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:
第1周：了解題目研究的主要內(nèi)容和理論意義及應(yīng)用價(jià)值，查閱有關(guān)文獻(xiàn)。 第2周：查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)，了解研究的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線
第3周：撰寫文獻(xiàn)綜述并完成開題報(bào)告
第4周：修改開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述準(zhǔn)備開題答辯。
第5周：總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，各子機(jī)構(gòu)的功能總體設(shè)計(jì)，繪制二維總裝配圖草圖
第6周：鏈傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成鏈輪的設(shè)計(jì)、主動軸、被動軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。 第7周：鏈輪的設(shè)計(jì)，可調(diào)株距備用鏈輪設(shè)計(jì)。
第8周：動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主動軸、從動軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。 第9周：排種器及排肥器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算
第10周：機(jī)架部分的設(shè)計(jì)，包括機(jī)架、地輪、種箱、肥箱的設(shè)計(jì)，繪制二維工程圖草圖
。
第11周：修改并完成部件二維工程圖
第12周：繪制其中一個(gè)部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。 第13周：撰寫設(shè)計(jì)說明書
第14周：提交論文、圖紙、查重報(bào)告，準(zhǔn)備答辯
5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):
[1]濮良貴，陳國定，吳立言主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）》[M].北京：高等教育出版社
，2013.5
[2]耿端陽主編.《新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》 [M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.12 [3]聞邦椿主編.《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4]孫桓，陳作模，葛文杰主編.《機(jī)械原理（第八版）》[M]，高等教育出版社，2013.4 [5]佘大慶.國內(nèi)外免耕播種機(jī)研究概況[J].農(nóng)業(yè)工程，2016 [6]王玉華.可調(diào)式免耕播種施肥機(jī)的設(shè)計(jì)研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013 [7]畢曉偉.免耕播種機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013 [8]白曉虎.免耕播種機(jī)關(guān)鍵部件及其參數(shù)化設(shè)計(jì)方法研究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文
，2012
[9]張旭，劉飛，董帥，等.免耕播種機(jī)排種裝置振動試驗(yàn)研究[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015 [10] 張守德，杜健民，郝飛，等.2BQM-6型免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開溝器的力學(xué)分析[J].農(nóng)機(jī)化研究，2016 [11]楊慧.小麥免耕播種機(jī)的研究[D].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014 [12]高娜娜，張東興，楊麗，等.玉米免耕播種機(jī)滾筒式防堵機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程 學(xué) 報(bào) ，2012 [13]申冰冰主編.《實(shí)用機(jī)構(gòu)圖冊（第二版）》[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2013
指導(dǎo)教師簽字：
XX
教研室主任意見：
同意
簽字：XX 2017年12月14日
教學(xué)指導(dǎo)分委會意見：
同意
簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章
進(jìn)度檢查表
第
-4
周
工作進(jìn)展情況
確認(rèn)選題之后，搜集了相關(guān)的一些期刊、論文等資料，閱讀整理之后撰寫了文獻(xiàn)綜述，同時(shí)查找了相關(guān)的外文文獻(xiàn)并做了閱讀翻譯。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見
講解設(shè)計(jì)題目要求和理論意義及應(yīng)用價(jià)值。講解開題報(bào)告的內(nèi)容及寫作方法，講解文獻(xiàn)資料的查閱及文獻(xiàn)綜述的寫作要求。該生能充分領(lǐng)會選題的內(nèi)容及意義。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第
-1
周
工作進(jìn)展情況
修改整理文獻(xiàn)綜述，了解國內(nèi)外免耕式手推播種機(jī)的發(fā)展歷程以及現(xiàn)狀
，并對其整理，完成開題報(bào)告的相關(guān)工作。同時(shí)對整個(gè)課題所需的工作做出了詳細(xì)計(jì)劃。
2018年01月11日
指導(dǎo)教師意見
開題報(bào)告中的工作時(shí)間安排合理，技術(shù)路線規(guī)劃切實(shí)可行。文獻(xiàn)資料查閱比較充，文獻(xiàn)綜述格式正確，內(nèi)容詳實(shí)。
該生能較好地完成開題報(bào)告，及開題答辯。同意開題。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日
第 5
周
工作進(jìn)展情況
進(jìn)行子結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)，并繪制二維草圖，對各子結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能分析
，確定各部件在總裝配中的位置并完成二維總裝草圖。
2018年04月06日
指導(dǎo)教師意見
工作進(jìn)度按計(jì)劃進(jìn)行，各子部分設(shè)計(jì)合理可信。設(shè)計(jì)計(jì)算需要進(jìn)一步校核及更改設(shè)計(jì)圖紙。二維草圖需要標(biāo)注全技術(shù)要求。三維部分的裝配關(guān)系需要進(jìn)一步檢驗(yàn)裝配干涉問題，及時(shí)修改。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年04月07日
第 10
周
工作進(jìn)展情況
完成各子結(jié)構(gòu)的尺寸計(jì)算及校核，繪制各結(jié)構(gòu)三維圖并完成總裝配以及實(shí)現(xiàn)部分關(guān)鍵部件的爆炸效果，整理計(jì)算過程并完成設(shè)計(jì)說明書。
2018年05月12日
指導(dǎo)教師意見
總體設(shè)計(jì)進(jìn)度按要求完成。三維裝配中，各子結(jié)構(gòu)的鏈接裝配需要核實(shí)
，部分高級裝配，要做干涉檢查。三維圖生成二維圖紙過程中，一些不合理的尺寸需要刪掉和修改。二維圖紙需要標(biāo)注全技術(shù)要求。三維爆炸視圖基本合理。設(shè)計(jì)說明書格式需要進(jìn)一步修改。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月12日
過程管理評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
工作態(tài)度
態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)
3
3
遵守紀(jì)律
自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)
3
3
開題報(bào)告
內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求
5
4
任務(wù)完成
按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)
4
4
過程管理評分合計(jì)
14
過程管 理評語
該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，工作作風(fēng)較為嚴(yán)謹(jǐn)，能夠聯(lián)系老師，虛心接受指導(dǎo)。
該生能自覺遵守校規(guī)校紀(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段能夠較為專心做設(shè)計(jì)，基本能按擬定的進(jìn)度計(jì)劃開展畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。
該生有一定的文獻(xiàn)資料檢索能力，占有資料較為全面，開題報(bào)告的撰寫內(nèi)容較為詳實(shí)，格式基本符規(guī)范要求，文獻(xiàn)綜述較為全面
，外文翻譯基本正確可信。
中期檢查能夠按時(shí)達(dá)到計(jì)劃進(jìn)度的設(shè)計(jì)任務(wù)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)全程能夠基本按照擬定的計(jì)劃完成各階段的任務(wù)。最后的論文設(shè)計(jì)圖紙等按時(shí)提交。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
指導(dǎo)教師評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
指導(dǎo)教師評分合計(jì)
16
指導(dǎo)教 師評語
設(shè)計(jì)題目來源于農(nóng)業(yè)機(jī)械化半機(jī)械化生產(chǎn)實(shí)踐，有一定的研究價(jià)值和和實(shí)際意義，符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，該題目深度、難度適宜，工作量飽滿，尤其是三維繪圖工作量較大。
該同學(xué)有一定的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力，科研方法運(yùn)用能力較好，中英文表達(dá)能力尚好，有較好的文獻(xiàn)資料檢索能力，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力熟練。
該設(shè)計(jì)文題相符，分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算基本正確，結(jié)論可信。說明書結(jié)構(gòu)、圖、表等基本符合規(guī)范要求。
同意參加答辯。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-23
評閱人評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
評閱人評分合計(jì)
15
評閱人 評語
溫室大棚的發(fā)展以及環(huán)保發(fā)展意識的日益增強(qiáng)，小型機(jī)的需求就顯得更為重要。以手推式免耕播種機(jī)的設(shè)計(jì)為題，符合本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，難度和工作量適中。吳博同學(xué)完成了手推式免耕播種機(jī)各組成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，繪制了相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容較為完整、層次基本清晰、格式符合基本規(guī)范、公式引用及計(jì)算合理，繪制的工程圖樣符合基本標(biāo)準(zhǔn)要求，但工程圖樣的尺寸標(biāo)注、細(xì)節(jié)表達(dá)等尚有欠缺。提交的設(shè)計(jì)資料及過程表現(xiàn)反映出該生具備基本的知識綜合應(yīng)用能力、文字表達(dá)能力和使用工程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。
評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：XX日期：null
答辯委員會評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
自述總結(jié)
思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理
10
7
答辯過程
能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù)
10
7
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
10
7
答辯委員會評分合計(jì)
34
答辯委員會評語
吳博同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度比較認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律，表現(xiàn)一般。
能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。
論文立論正確，理論分析無原則性的錯(cuò)誤，解決問題方案比較實(shí)用，結(jié)論正確。
論文使用的概念正確，語句通順，條理比較清楚。
論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁鴮懞椭谱鲿r(shí)，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。
能夠獨(dú)立查閱文獻(xiàn)，外語應(yīng)用能力一般，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。
答辯過程中，能夠簡明地闡述論文的主要內(nèi)容，回答問題基本正確，但缺乏深入地分析。
答辯成績： 34 答辯委員會主任： XX 2018年05月30日
成績評定
項(xiàng)目分類
成績評定
過程管理評分
14
指導(dǎo)教師評分
16
評閱人評分
15
答辯委員會評分
34
總分
79
成績等級
C
成績等級按“A、B、C、D、F”記載
成績審核人簽章： XX
審核人簽章： XX